Absorbedor Perfecto de Doble Banda para Espectroscopía Infrarroja Mejorada por Plasmones Multiespectral

Los absorbentes perfectos basados en metamateriales utilizan la pérdida intrínseca, con la ayuda de un diseño estructural apropiado, para lograr una absorción casi unitaria en una longitud de onda determinada. Para la mayoría de los absorbentes reportados, la absorción ocurre solo en una única longitud de onda donde las resonancias plasmonicas se excitan en las nanostructuras. Aquí introducimos un absorbente perfecto de doble banda basado en una estructura de nanocruz de oro. Se logran experimentalmente dos bandas de absorción máxima del 94% al romper la simetría de la estructura cruzada. Además, demostramos que las dos bandas se pueden ajustar fácilmente a lo largo del infrarrojo medio, con sus resonancias asociadas dando lugar a grandes realces en el campo cercano. Estas características son ideales para aplicaciones de espectroscopía infrarroja mejorada de múltiples bandas. Demostramos experimentalmente esta aplicación detectando simultáneamente dos modos vibracionales moleculares de una película de polímero de 4 nm de grosor utilizando nuestro absorbente propuesto. Además, en respuesta a las variaciones en la fuerza de interacción entre los dipolos plasmonicos y moleculares, observamos un comportamiento de anticruzamiento y una modificación en la forma espectral del pico de absorción molecular, que son características del acoplamiento entre los dos modos.